(12分)一宇宙空间探测器从某一星球表面垂直升空,假设探测器的质量恒为1500kg,发动机的推力为恒力,宇宙探测器升空到某一高度时,发动机突然关闭,如图为其速度随时间的变化

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > v-t图像/2022-09-11 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)一宇宙空间探测器从某一星球表面垂直升空,假设探测器的质量恒为1500kg,发动机的推力为恒力,宇宙探测器升空到某一高度时,发动机突然关闭,如图为其速度随时间的变化规律,求:

⑴宇宙探测器在该行星表面能达到的最大高度;
⑵计算该行星表面的重力加速度;
⑶假设行星表面没有空气,试计算探测器的发动机工作时的推力大小。

◎ 答案

⑴Hm=768m;⑵g=4m/s2;⑶F=18000N

◎ 解析


试题分析:⑴在v-t图象中,图线与时间轴所围的面积表示了物体的位移,在时间轴的上方,面积为正,在时间轴的下方,面积为负,由v-t图象可知,宇宙探测器在该行星表面能达到的最大高度为:Hm×24×64m=768m
⑵当关闭发动机后,探测器仅在行星对它的重力mg作用下做匀变速直线运动,在v-t图象中,图线的斜率表示了其运动的加速度,根据牛顿第二定律有:a2=-g=m/s2
解得该行星表面的重力加速度为:g=4m/s2
⑶由图线OA段可知,发动机工作时探测器加速度为:a1=8m/s2
根据牛顿第二定律有:F-mg=ma1
解得探测器的发动机工作时的推力为:F=m(g+a1)=1500×(4+8)N=18000N

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)一宇宙空间探测器从某一星球表面垂直升空,假设探测器的质量恒为1500kg,发动机的推力为恒力,宇宙探测器升空到某一高度时,发动机突然关闭,如图为其速度随时间的变化…”主要考查了你对  【v-t图像】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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